SX men BIA

SẢN XUẤT MEN LÀM BIA
I. SƠ LƯỢC
Ngày nay trên thế giới có rất nhiều loại bia, hương vị đặc trưng của mỗi loại bia phụ
thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó men bia đóng vai trò rất quan trọng.
Men bia là các vi sinh vật có tác dụng lên men đường. Các giống men bia cụ thể được
lựa chọn để sản xuất các loại bia khác nhau, nhưng có hai giống chính là men ale
(Saccharomyces cerevisiae) và men lager (Saccharomyces uvarum), với nhiều giống
khác nữa tùy theo loại bia nào được sản xuất. Men bia sẽ chuyển hóa đường thu được
từ hạt ngũ cốc và tạo ra cồn và cacbon điôxít (CO
2
). Trước khi các chức năng của
men bia được hiểu rõ thì mọi quá trình lên men đều sử dụng các loại men bia hoang
dã. Mặc dù còn rất ít loại bia, chẳng hạn như bia lambic vẫn dựa trên phương pháp cổ
này nhưng phần lớn các quá trình lên men ngày nay đều sử dụng các loại men bia
được nuôi cấy và có độ tinh khiết cao. Trung bình, hàm lượng cồn trong bia là khoảng
4-6% rượu theo thể tích, mặc dù nó có thể thấp tới 2% và cao tới 14% trong một số
trường hợp nào đó. Một số nhà sản xuất bia còn đưa ra loại bia chứa tới 20% cồn.
- Nhiều loài nấm men có khả năng lên men rượu, từ lâu người ta đã biết sử dụng nấm
men để sản xuất rượu bia. Nấm men sinh sôi nhanh, tế bào lại chứa nhiều vitamin,
axit amin không thay thếm hàm lượng protein chiếm tới 50% trọng lượng khô của tế
bào, nên nhiều loại nấm men còn được sử dụng để sản xuất protein.
- Ngày nay, cùng với việc phát triển chung của kỹ thuật lên men, việc cải tiến trang
thiết bị và chủng nấm men đã có ảnh hưởng lớn đến quá trình sản xuất nấm men hiện
đại.
II. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MEN BIA.
1. Đặc điểm hình thái và cấu tạo :
a. Đặc điểm hình thái:
_ Nấm men thuộc nhóm cơ thể đơn bào. Nấm men trong công nghệ sản xuất bia

thường là chủng thuộc giống Sacchromyces,gồm có nấms men chìm và nấm men nổi :
+ Nấm men chìm(lager ): hầu hết các tế bào khi quan sát thì nảy chồi đứng riêng lẻ

hoặc cặp đôi. Hình dạng chủ yếu là hình cầu.
+ Nấm men nổi( ale ): tế bào nấm men mẹ và con sau khi nảy chồi thường dính lại
với nhau tạo thành chuỗi tế bào nấm men. Hình dạng chủ yếu là hình cầu hoặc ovan
với kích thước 7-10 micromet.
b. Sự khác nhau giữa nấm men nổi và nấm men chìm: là khả năng lên men các loại
đường trisacarit, ví dụ raffinoza. Trong nấm men chìm có enzym có thể sử dụng hoàn
toàn đường raffinoza trong khi đó nấm men nổi chỉ sử dụng được 1/3 đường sacaroza.
- Ngoài ra chúng còn khác nhau về khả năng hô hấp, khả năng trao đổi chất khi lên
men và khả năng hình thành bào tử. Quá trình trao đổi chất của nấm men chìm chủ
yếu xảy ra trong quá trình lên men, còn của nấm men nổi xảy ra mạnh trong quá trình
hô hấp, vì vậy sinh khối nấm men nổi thu được nhiều hơn nấm men chìm.
- Nấm men chìm có nồng độ enzym thấp hơn nấm men nổi. Khả năng tạo bào tử của
nấm men chìm lâu hơn và hạn chế hơn nấm men nổi.
- Bia nhẹ và bia nặng là hai loại bia chính được lên men bởi các chủng tương ứng là
S.uvarum và S.cereviciae.
- Sự khác nhau về công nghệ lên men:
+ Tên gọi nấm men nổi hay nấm men chìm xuất phát từ quan sát quá trình lên men.
Nấm men nổi nổi lên bề mặt dịch trong vào cuối quá trình lên men chính, trong khi đó
nấm men chìm lắng xuống đáy thiết bị khi kết thúc lên men chính.
+ Nấm men chìm còn chia ra hai loại tùy thuộc vào khả năng kết lắng của nó: nấm
men bụi và nấm men bông .
* Nấm men bụi là nấm men phân ly mịn trong dịch lên men và lắng từ từ khi kết thúc
lên men chính.
* Nấm men kết bông là nấm men có thể kết dính lại với nhau trong thời gian ngắn khi
kết thúc lên men chính và tạo thành khối kết bông lớn nên lắng nhanh xuống đáy thiết
bị. Trong khi nấm men nổi không có khả năng này.
+ Nấm men chìm kết bông có ý nghĩa rất quan trọng trong thực tế sản xuất bia, làm
cho bia nhanh trong nhưng khả năng lên men hết đường không bằng nấm men bụi và
nấm men nổi.
+ Ngoài ra nhiệt độ lên men của mỗi chủng cũng khác nhau: nấm men chìm có thể lên

men ở 4-120
0
C, nấm men nổi là 14-250
0
C.
- Theo công nghệ sản xuất bia truyền thống, nấm men chìm thường lên men ở nhiệt
độ 7-150
0
C. Khi kêt thúc quá trình lên men chúng kết lắng xuống đáy thiết bị. Còn lên
men nổi thực hiện ở điều kiện nhiệt độ từ 18-220
0
C, cuối quá trình lên men thì các tế
bào nấm men kết thành chum và bị hấp thụ vào các bọt khí CO
2
rồi nổi lên bề mặt
dịch lên men. Như vậy đối với sản xuất bia bằng phương pháp lên men nổi, nấm men
được tách khỏi bia bằng cách hớt bọt, còn ở lên men chìm thì xả cặn ở dưới đáy thiết
bị lên men.
- Loại nấm men này có khả năng hấp thụ các loại dinh dưỡng trong môi trường nước
mạch nha như các loại đường hòa tan, các hợp chất Nitơ (các acid amin, peptid),
vitamin và cac nguyên tố vi lượng…qua màng tế bào. Sau đó hàng loạt các phản ứng
sinh hóa mà đặc trưng là quá trình trao đổi chất để chuyển hóa các chất này thành
những dạng cần thiết cho quá trình phát triển và lên men của nấm men được hình
thành.
c.Cấu tạo:
-Nấm men Saccharomyces thuộc họ Saccharomycetaceae, ngành Ascomycota va thuộc
giới nấm.
- Nấm men Saccharomyces cerevisiae có hình cầu hay hình trứng, có kích thước nhỏ, từ
5-14 mircomet , sinh sản bằng cách tạo chồi hay bào tử.
- Nấm men Saccharomyces gồm những thành phần chủ yếu sau:

+ Vách tế bào
+ Màng tế bào chất: nằm sát vách tế bào, có cấu tạo chủ yếu là lipoprotein, giữ vai trò
điều hòa vận chuyển các chất dinh dưỡng cho tế bào.
+ Tế bào chất gồm có mạng lưới nội chất là vị trí của nhiều hệ thống enzyme khác
nhau, đảm bảo sự vận chuyển vật chất cho tế bào và các cấu tử khác nhau như bộ máy
Golgi, lysosom, không bào, ( chứa các sản phẩm bị phân cắt, hay chất độc lạ có thể có
hại cho tế bào. Trong tế bào chất có nhân chứa thông tin dị truyền cho tế bàovà các
thành phần liên quan trong quá trình sinh tổng hợp và sinh sản của tế bào. Năng
lượng cung cấp cho tế bào qua những phản ứng xảy ra trong ty thể cũng nằm trong tế
bào chất. Ngoài ra còn có hạt glycogen, hạt mỡ dự trữ chất dinh dưỡng cho tế bào.
2. Thành phần hóa học:
Thành phần hoá học của tế bào nấm men Saccharomyces khác nhau tuỳ thuộc vào điều
kiện môi trường nuôi cấy, thành phần các chất dinh dưỡng trong môi trường nuôi cấy và
tình trạng sinh lý của tế bào.
- Nấm men ép có chứa 70-75% nước,25-75% còn lại là chất khô.
- Nước: bao gồm phần nước nằm bên ngoài tế bào là là phần nước nằm trong khoảng
trống giữa tế bào và nước nằm bên trong tế bào( nội bào) là phần nước nằm bên trong tế
bào chất của tế bào.Lượng nước khác nhau tuỳ thuộc vào chủng nấm men, kỹ thuật nuôi
và phương pháp thu tế bào. Ví dụ: khi nuôi trong môi trường NaCl thì lượng nước trong
tế bào giảm.
Bảng: Ảnh hưởng của NaCl lên sự phân bố độ ẩm của nấm men.
Phương pháp nuôi Phân bố trong nấm
men (%)
Phân bố độ ẩm trong
men ép
Lượng chất
khô
Độ ẩm Ngọai
bào
Nội bào

Không thêm NaCl
Thêm NaCl vào môi
trường nuôi
27
31
73
69
22
22
51
47
- Thành phần chất khô của tế bào nấm men bao gồm protein và các chất có Nitơ khác
chiếm 50% , chất béo 1,6%, hydrat cacbon 33,2%, mô tế bào 7,6%, tro 7,6%.Thành phần
của những chất này không cố định, nó có thể thay đổi trong quá trình nuôi cấy cũng như
quá trình lên men.
-Hydrat cacbon gồm: polysaccharic, glycogen, trehalose (12-12,5%), mannan
(18,7-24,9%), glucan (9,47-10,96%) và chitin . Những nghiên cứu động học về sự
biến đổi hydrat cacbon trong quá trình bảo quản nấm men cho thấy là glucan, mannan
và dạng glycogen tan trong kiềm và axit clohydric là yếu tố cấu trúc của tế bào, trong
khi trehalose và glycogen tan trong axit acetic, là chất tạo năng lượng chính cho tế
bào . Hàm lượng trehalose trong nấm men có liên quan đến tính bền vững của nó :
lượng trehalose càng cao nấm men càng bền.
Chất mỡ của nấm men là mỡ trung tính glycerol, photpho lipit, sterol tự do và
nhiều sterol, este.
Tro chiếm 6,5-12% lượng chất khô trong nấm men, có thành phần như sau (bảng
2) và dao động tùy theo môi trường nuôi cấy.
Bảng 2: Thành phần tro của nấm men (%)
K
2
O

Na
2
O
23,33 - 39,5
0,5 - 2,26
Fe
2
O
3
P
2
O
6
0,06 – 0,7
44,8 - 59,4
CaO
MgO
1,0 - 7,53
3,77 - 6,34
SO
3
SiO
2
0,57 - 6,38
0,52 -1,88
Ngoài ra nấm men còn có vitamin B2, B3, B5, B6, D và những chất có vitamin khác
không được tiết ra ngòai dưới dạng tinh thể.
Như vậy hàm lượng đáng chú ý của nấm men là prôtêin và nguồn vitamin nhóm B.
3. Chỉ tiêu lựa chọn nấm men bia:
Chọn men bia cần chú ý đến các chỉ tiêu sau:

a. Quá trình sinh trưởng của nấm men gồm các pha:pha tiềm sát, pha chỉ số, pha cân
bằng và pha suy vong.Trong tiềm phát nấm men hầu như không sinh sản , trong
pha thứ hai nấm men bắt đầu nảy chồi mạnh và lên men. Trong pha cân bằng sinh
trưởng của nấm men ổn định và lên men mạnh. Ở pha cuối cùng, sự sinh sản hầu
như ngừng lại và bắt đầu kết lắng.
b. Khả năng kết lắng của nấm men có vai trò rất quan trọng trong nghề nầu bia.Men
chìm kết lắng ở dạng bông dưới đáy các thùng lên men còn men nổi thì nổi lên bề
mặt dịch lên men.
c. Sức lên men là điều quan trọng nhất trong thực tế sản xuất. Trong sản xuất bia
thường chọn những nồi lên men mạnh và tạo cho bia có mùi vị đặc trưng , thơm
ngon.Tốc độ lên men tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố: khả năng lên men của nấm men,
hoạt tính sinh lý và số lượng tế bào của chúng trong môi trường , phụ thuộc vào
nhiệt độ, pH, thành phần hoá học của dịch lên men...Ngoài ra còn phụ thuộc vào
hàm lượng các chất prôtêin trong tế bào nấm men.
4. Các yêu cầu công nghệ với giống men bia:
Một nòi nấm men được dung để sản xuất nấm men phải đáp ứng những yêu cầu sau:
- Khả năng và tốc độ lên men trong điều kiện nhiệt độ thấp với dịch đường malt.
- Khả năng kết lắng đối với những lờai lên men chìm.
- Hàm lượng các sản phẩm bậc hai tạo thành trong lên men.
- Tính ổn định trong sản xuất.
- Tạo ra hương vị và chất lượng sản phẩm đặc trưng.
. III. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẨT NẤM MEN
Dù nấm men được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm hay trong qui mô công nghiệp đều
phải được cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng cho sự sinh trưởng và phát triển.Chất
dinh dưỡng chủ yếu cho quá trình phát triển của nấm men là rỉ đường. Có hai loại rỉ
đường:rỉ đường mía và rỉ đường củ cải.